6kV真空斷路器操作中短路原因分析及處理

劉 偉

（湖南華電長沙發(fā)電有限公司 湖南 長沙 410203）

0 引言

6kV 真空斷路器在送電過程中，如發(fā)生短路故障，將嚴重威脅人身及設備安全，影響安全生產(chǎn)。 本文根據(jù)某電廠6kV 真空斷路器操作中短路電弧傷人事故，分析了送電過程中發(fā)生短路的原因，提出了相應治理措施。

1 設備概況

HS 型6kV 真空斷路器， 主要參數(shù)： 額定電壓：6.3kV； 額定電流1250kA；額定開斷短路電流：40kA ；短路關合電流：100kA；相間和對地距離為125mm。

2 事故發(fā)生過程

某電廠6kV3 段母線停役檢修，檢修工作結束后，母線及所屬開關均由檢修改至冷備用狀態(tài)。 3 名電氣值班員持票到現(xiàn)場逐項操作。6kV3 段母線充電正常后，操作人員準備將該母線上的設備逐一送電。當操作第一個設備， 將開關小車由試驗/檢修位置推至工作位置過程中，突發(fā)開關短路故障，噴出的高溫氣流將小車沖回試驗/檢修位置，并灼傷了2 名值班員。

事故發(fā)生后，專業(yè)人員到現(xiàn)場后看到，故障開關小車處在試驗/檢修位置，開關處于分閘狀態(tài)，控制電源未送，經(jīng)廠家確認分閘指示符合開關實際狀態(tài)。 故障小車面板上側兩只M5 螺絲被拉斷，面板向外打開約30°狀態(tài)，開關倉上部面板有明顯碳黑痕跡，部分塑料構件有熔化現(xiàn)象。隔絕該母線電源后，在安監(jiān)人員的監(jiān)護下，將故障開關小車拉出倉外檢查，柜體上側靜觸頭盒內(nèi)三個靜觸頭均有燒損現(xiàn)象，尤其A，B兩相較嚴重。 目測靜觸頭盒表面沒有明顯的擊穿及放電痕跡。 下側靜觸頭盒內(nèi)靜觸頭及絕緣均無明顯燒損痕跡。由于短路電弧作用造成安全活門起落軌道局部變形導致活門板沒有下落關閉。

檢查開關小車動觸頭，上側三個觸頭燒損嚴重，其中A 相尤為嚴重，約1/3 接觸片已熔化脫落，緊固彈簧也熔化脫落，導電臂外側絕緣后罩蓋已燒損熔化。 B 相觸頭觸片前端部有燒熔痕跡但尚未脫落，緊固彈簧亦已燒熔脫落， 導電臂外側絕緣后罩蓋己與A 相一樣燒損熔化。C 相觸頭也存在不同程度燒損，部分觸片燒熔脫落，但導電臂外側絕緣后罩蓋基本完好。 下側三個觸頭均未見燒損過流痕跡。

由于故障開關在送電時控制電源仍未合上，短路后系靠上級開關“6kV3 段受電開關”保護動作斷開。 檢查確認“6kV3 段受電開關”小車在工作位置， 開關處于分閘狀態(tài)，6kV3 段受電開關綜合保護裝置的“過流保護”動作，故障電流（二次值）為：Ia 18.0A、Ib 18.3A、Ic 16.8A、（保護定值：14.5A）；Ibc 8.4A。

該故障開關為VCB1250A 型真空斷路器，目前開關動作40 次。檢修前電匯及開關未發(fā)現(xiàn)任何異常。

此次檢修系計劃性檢修， 主要安排檢查6kV 母線的緊固情況、母線絕緣。 同時對母線的電源開關、受電開關以及下屬所有饋線開關進行6kV 真空斷路器的試驗。 檢修中所有試驗均合格。

3 原因分析

（1）懷疑故障開關小車觸頭上留有異物，致使開關小車推至倉內(nèi)時發(fā)生相間短路。

經(jīng)向電氣試驗人員及專業(yè)人員了解，在對開關試驗進行時需將開關小車拉至倉外進行，試驗后將開關小車推回倉內(nèi)試驗/檢修位置，整個試驗過程不超過40 分鐘。 試驗時使用的短接線為自制的標準短接線， 線長約2m。 試驗時采用線卡對開關三相觸頭兩兩短接的方式進行。試驗現(xiàn)場僅有2 副短接線，母線上的出線開關共有8 只，該故障開關為第2 只進行試驗的開關。 因該試驗工作是逐臺進行，短接線肯定已經(jīng)取下用于后續(xù)試驗。從現(xiàn)場開關小車觸頭的燒損痕跡及遺留物來分析，雖然在現(xiàn)場未能發(fā)現(xiàn)明顯的異物殘留，但仍不排除觸頭上遺留有異物是造成本次事件的最大可能因素。

（2）開關小車進線觸頭外部的滅弧罩破裂，導致開關在送電時兩相電弧連通，繼而發(fā)生相間短路。

技術人員在對現(xiàn)場檢查后提出一種可能，安全活門下?lián)醢迳咸赃^頭，致使開關小車動觸頭的滅弧罩撞及擋板上部后碎裂，由于近期天氣濕度較大，而該開關室系臨水建筑，局部濕度更大。 在檢修期間，開關室內(nèi)的空調(diào)停用，開關倉內(nèi)的電加熱也停用，有可能造成活門擋板表面有輕微潮濕，搭到動觸頭后導致動觸頭AB 相連通，繼而發(fā)生相間短路。 現(xiàn)場對開關清理過程中，在開關倉靜觸頭盒內(nèi)發(fā)現(xiàn)少量未熔化的滅弧罩碎片。 將活門擋板拆下檢查，下?lián)醢逭矫婢羞^弧痕跡。

4 治理措施

（1）進一步規(guī)范檢修作業(yè)流程。所有開關在拉出倉外進行檢修、試驗后準備送回倉內(nèi)前，必須嚴格檢查開關本體及開關倉的狀況，并經(jīng)專業(yè)人員檢查、確認簽字后方可恢復冷備用。

（2）開關檢修、試驗后應由運行人員測量開關進、出線端對地、相間、斷口間絕緣電阻，正常后由運行人員按照操作票進行檢修恢復冷備用、熱備用操作。

運行人員進行小車型或抽屜式開關拉出或推進操作過程中，必須嚴格按規(guī)定使用配發(fā)的電氣操作面罩、穿絕緣鞋、戴絕緣手套、電弧防護服等個人勞動防護用品。 防護服的袖口及領口必須鈕好。

（3）聯(lián)系廠家探討對開關結構進行改造的可行性。 這種類型的開關拉送電時必須開門操作。 一旦拉送電過程中發(fā)生短路故障，由于倉門在開啟狀態(tài)，電弧、熱氣流將有可能通過小車與開關倉的間隙直接沖擊到操作人員。 探討對開關改造的可能性，爭取改為關門操作。

（4）在改造前，運行人員進行小車型或抽屜式開關拉出或推進操作過程中，必須注意緩慢、平穩(wěn)加力，在抬起簾板接近靜觸頭前應注意是否有異常放電聲響，嚴禁使蠻力強行推拉小車以免錯位或沖撞簾板或靜觸頭。

（5）新建、擴建項目在訂購3kV 及以上小車型開關時，應優(yōu)先選用采用閉門螺桿傳動的小車開關。

（6）開關柜停役檢修后，應先送上開關倉內(nèi)的電加熱并開啟開關室內(nèi)的空調(diào)除濕兩小時后方可對開關正式送電。